Les cations sont des ions chargés positivement qui se forment lorsqu’un atome perd un ou plusieurs électrons au cours d’une réaction chimique. Pour comprendre ce que cela signifie, il est utile de revoir certaines informations de base sur la chimie. Comprendre ce qu’est un atome, quelque chose sur la structure et les propriétés atomiques, puis ce qui se passe au cours d’une réaction chimique constituent tous une toile de fond importante.
Tout sur Terre est composé de matière, elle-même constituée d’atomes. Les atomes sont extrêmement petits et ne peuvent être observés qu’avec un équipement scientifique spécialisé. Tous les atomes sont composés de trois particules principales : les protons, les neutrons et les électrons. Le nombre de ces particules dans chaque atome est ce qui rend les éléments différents les uns des autres. Il détermine également leurs propriétés chimiques, ou comment les atomes agissent dans différentes conditions.
Les protons portent une charge électrique positive, les neutrons ne portent aucune charge et les électrons sont chargés négativement. Le noyau de l’atome est composé de protons et de neutrons réunis, ce qui représente la quasi-totalité du poids de l’atome. Les électrons tournent autour du noyau en orbitales, ou niveaux d’énergie. Ces particules sont importantes car la façon dont elles sont disposées autour du noyau détermine les propriétés d’un atome, qu’il soit susceptible de gagner ou de perdre des électrons.
Les atomes veulent que leurs niveaux d’énergie soient remplis à pleine capacité d’électrons, et ils abandonneront ou prendront des électrons d’autres atomes pour le faire. C’est ce qui se passe lors d’une réaction chimique. Lorsqu’un atome perd ou gagne des électrons au cours d’une réaction, il devient un ion.
Un cation se forme lorsqu’un atome perd des électrons lors d’une réaction chimique. Il a une charge électrique positive, car il a plus de protons que d’électrons, et sera attiré par les anions, qui ont des charges négatives.
Les charges positives et négatives s’attirent, de sorte que différents ions peuvent être maintenus ensemble par des liaisons ioniques et former des molécules. Le sel de table est un exemple de composé maintenu ensemble par une liaison ionique entre les cations et les anions. Le sel se forme lorsque des ions sodium positifs se combinent avec des ions chlore négatifs. Ce composé est très stable lorsqu’il est posé sur la table, mais la liaison ionique se brise facilement lorsque de l’eau est ajoutée. Le sel se dissout dans l’eau car l’eau rompt la liaison ionique entre le sodium et le chlore.
Les ions sont indiqués par un exposant qui indique si la charge électrique nette est positive (un signe plus) ou négative (un signe moins) et le nombre d’électrons gagnés ou perdus. Il existe de nombreux cations communs, qui peuvent être composés d’un ou de plusieurs éléments maintenus ensemble par des liaisons chimiques. Les métaux communs aluminium et cuivre en sont des exemples simples.